(57)【要約】【課題】走査対象の形状に応じて放射線量を最適化できる放射線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】被検体ＨにＸ線を照射するＸ線管２０と、被検体Ｈを挟んで対向配置され、Ｘ線を検出する検出器２３とを被検体Ｈの体軸回りに回転させて被検体を走査し、被検体Ｈの断層画像を生成するＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管２０と被検体Ｈとの間に設けられ、Ｘ線の通過するアパーチャａｐの形状を調整するコリメータ２２であって、体軸に直交する方向に配列されてアパーチャａｐを規定し、アパーチャａｐの一部における体軸方向の幅をそれぞれ調整可能な複数のコリメータプレート２２１と、複数のコリメータエレメント２２１をそれぞれ駆動する複数のモータ２２３とを有するコリメータ２２と、モータ２２３の動作を制御するコリメータコントローラ２６とを備える。【選択図】図３
2006311882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線源と、前記放射線源に対して前記被検体を挟んで対向配置され、前記放射線を検出する検出器とを前記被検体の体軸回りに回転させて前記被検体を走査し、前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、
前記放射線源と前記被検体との間に設けられ、前記放射線の通過するアパーチャの形状を調整するコリメータであって、前記体軸に直交する方向に配列されて前記アパーチャを規定し、前記アパーチャの一部における体軸方向の幅をそれぞれ調整可能な複数のコリメータエレメントと、前記複数のコリメータエレメントをそれぞれ駆動する複数の駆動手段とを有するコリメータと、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
を備えた放射線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記複数のコリメータエレメントそれぞれは、体軸方向において互いに近接又は離間する方向に移動可能な一対のコリメータプレートの一方又は他方である
請求項１に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記複数のコリメータエレメントそれぞれは、体軸に直交する方向を軸として回転する一対のカムの一方又は他方である
請求項１に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記被検体の関心領域を設定する関心領域設定手段を更に備え、
前記制御手段は、走査中に前記関心領域の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させるように前記複数の駆動手段を制御する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記関心領域の形状に応じた前記アパーチャの形状を規定する前記複数のコリメータエレメントそれぞれの位置を特定する情報を各ビューについて算定し、各ビューを特定する情報と、当該ビューについて算定した複数のコリメータエレメントそれぞれの位置を特定する情報とを対応付けて保持するデータテーブルを生成し、当該データテーブルに従って前記駆動手段を制御する
請求項４に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、走査中に前記検出器により検出された放射線量に基づいて、当該走査中に前記被検体の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させるように前記駆動手段を制御する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記検出器を構成する複数の検出素子のうち検出された放射線量が所定の閾値を超えた検出素子の配置領域に対応する前記アパーチャの領域のうち、少なくとも一部を前記コリメータエレメントにより遮蔽するように前記駆動手段を制御することにより、前記被検体の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させる
請求項６に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記検出器は、検出素子が前記体軸方向に配列された多列検出器である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線ＣＴ装置では、コリメータにより規定されるアパーチャにより、放射線源からの放射線を整形して被検体に照射する。そして、予め設定された関心領域の大きさ、形状に応じて、走査中にアパーチャの大きさを変化させる技術が知られている（特許文献１）。特許文献１では、被検体の体軸方向において近接又は離間可能な一対のコリメータブレードと、体軸方向に直交する方向において近接又は離間可能な一対のコリメータブレードとを設け、これら２対のコリメータブレードにより形成される矩形のアパーチャの大きさを、ビューごとに調整することにより、関心領域以外の領域に放射線が照射されて無駄な被曝が生じることを防止している。
【０００３】
また、走査中に検出器により検出された放射線量に基づいて、当該走査中にスライス厚を変化させるようにアパーチャの大きさを変化させる技術が知られている（特許文献２）。特許文献２では、体軸方向において近接又は離間可能な一対のコリメータブレードにより、スライス厚を変化させている。
【特許文献１】特開２００４−２０８７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１７７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の技術では、アパーチャの形状は矩形である。一方、被検体の臓器等の形状は多種多様であり、矩形に限られるものではない。従って、走査中にアパーチャの形状を変化させたとしても、走査対象を含む矩形領域にＸ線を照射することとなり、無駄な被曝が生じる。
【０００５】
本発明は、走査対象の形状に応じて放射線量を最適化できる放射線ＣＴ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射線ＣＴ装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記放射線源に対して前記被検体を挟んで対向配置され、前記放射線を検出する検出器とを前記被検体の体軸回りに回転させて前記被検体を走査し、前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、前記放射線源と前記被検体との間に設けられ、前記放射線の通過するアパーチャの形状を調整するコリメータであって、前記体軸に直交する方向に配列されて前記アパーチャを規定し、前記アパーチャの一部における体軸方向の幅をそれぞれ調整可能な複数のコリメータエレメントと、前記複数のコリメータエレメントをそれぞれ駆動する複数の駆動手段とを有するコリメータと、前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備える。
【０００７】
好適には、前記複数のコリメータエレメントそれぞれは、体軸方向において互いに近接又は離間する方向に移動可能な一対のコリメータプレートの一方又は他方である。
【０００８】
好適には、前記複数のコリメータエレメントそれぞれは、体軸に直交する方向を軸として回転する一対のカムの一方又は他方である。
【０００９】
好適には、前記被検体の関心領域を設定する関心領域設定手段を更に備え、前記制御手段は、走査中に前記関心領域の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させるように前記複数の駆動手段を制御する。
【００１０】
好適には、前記制御手段は、前記関心領域の形状に応じた前記アパーチャの形状を規定する前記複数のコリメータエレメントそれぞれの位置を特定する情報を各ビューについて算定し、各ビューを特定する情報と、当該ビューについて算定した複数のコリメータエレメントそれぞれの位置を特定する情報とを対応付けて保持するデータテーブルを生成し、当該データテーブルに従って前記駆動手段を制御する。
【００１１】
好適には、前記制御手段は、走査中に前記検出器により検出された放射線量に基づいて、当該走査中に前記被検体の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させるように前記駆動手段を制御する。
【００１２】
好適には、前記制御手段は、前記検出器を構成する複数の検出素子のうち検出された放射線量が所定の閾値を超えた検出素子の配置領域に対応する前記アパーチャの領域のうち、少なくとも一部を前記コリメータエレメントにより遮蔽するように前記駆動手段を制御することにより、前記被検体の形状に応じて前記アパーチャの形状を変化させる。
【００１３】
好適には、前記検出器は、検出素子が前記体軸方向に配列された多列検出器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、走査対象の形状に応じて放射線量を最適化できる放射線ＣＴ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の実施形態
図１は、本発明の実施形態に係る放射線ＣＴ装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２は、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影状態を示す概略図である。
【００１６】
Ｘ線ＣＴ装置１は、いわゆるヘリカルスキャンにより複数のビュー方向からの被検体の投影データを収集し、当該投影データに基づいて画像再構成を行うＣＴ装置として構成されている。なお、本発明はノンヘリカルスキャンのＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。
【００１７】
Ｘ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と、操作コンソール３と、撮影テーブル４とを備えている。
【００１８】
走査ガントリ２は、放射線源としてのＸ線管２０と、Ｘ線管２０からの放射線を整形するコリメータ２２と、Ｘ線管２０からのＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じた電気信号を出力するＸ線検出器２３と、Ｘ線検出器２３の出力した電気信号に基づいて投影データを収集するデータ収集部（ＤＡＳ）２４と、Ｘ線管２０を駆動制御するＸ線管コントローラ２５と、コリメータ２２を駆動制御するコリメータコントローラ２６とを備えている。なお、コリメータコントローラ２６は、例えばＩＣにより構成されたＣＰＵを含んで構成され、所定のプログラムを読み込むことによりコリメータ２２の制御を実行する。
【００１９】
また、走査ガントリ２は、Ｘ線管２０及びＸ線検出器２３が配置され、これらと一体的に回転する回転部２７と、回転部２７を駆動制御する回転コントローラ２８とを備えている。走査ガントリ２は、被検体が搬入されるボア２９を備え、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３とがそのボア（空洞部）２９を挟んで対向配置されている。
【００２０】
操作コンソール３は、操作者の入力操作に応じた信号を出力する入力装置３１と、入力装置３１や走査ガントリ２等の各種装置からの信号に基づいて、データ収集部２４の収集した投影データに基づく画像再構成処理等の各種処理を実行する中央処理装置３０と、中央処理装置３０により再構成されたＣＴ画像を表示する表示装置３２と、中央処理装置３０の処理に供されるプログラム、データ及びＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置３３とを備えている。
【００２１】
撮影テーブル４は、被検体を乗せて走査ガントリ２のボア２９に出し入れされるクレードル４１を備えている。クレードル４１は、例えば撮影テーブル４に内蔵された不図示のサーボモータにより駆動され、当該サーボモータは不図示のサーボアンプを介して中央処理装置３０からの制御信号に基づいて制御される。
【００２２】
中央処理装置３０は、Ｘ線管コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転コントローラ２８、撮影テーブル４に内蔵されたサーボアンプを介して、Ｘ線管２０、コリメータ２２、回転部２７、クレードル４１をそれぞれ駆動制御する制御部３０ａと、関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を設定するための関心領域設定部３０ｂとを備えている。制御部３０ａ、関心領域設定手段３０ｂは、例えば中央処理装置３０が記憶装置３３等に記録されたプログラムを実行することにより構築される。なお、この他に中央処理装置３０は、データ収集部２４からのデータに基づく画像再構成等の各種機能を実現する処理部を有するが、これらは公知の技術により適宜に構成してよい。
【００２３】
図２に示すように、Ｘ線管２０及びＸ線検出器２３は被検体Ｈの体軸（ｚ軸）周りに回転する。一方、クレードル４１は被検体を体軸方向に搬送する。これにより、Ｘ線管２０及びＸ線検出器は被検体Ｈの周りを螺旋状に相対移動する。
【００２４】
図３は、コリメータ２２及び検出器２３の詳細を示す斜視図である。コリメータ２２は、アパーチャａｐを規定する複数のコリメータプレート２２１と、複数のコリメータ２２１にそれぞれ固定された複数のシャフト２２２と、複数のシャフト２２２をそれぞれ駆動する複数のモータ２２３とを備えている。
【００２５】
コリメータプレート２２１は、ｚ軸方向において他のコリメータプレート２２１と対向配置されるとともに、当該一対のコリメータプレート２２１が体軸に直交する方向に配列されている。なお、体軸に直交する方向は、例えば体軸回りの周方向又は当該周方向の接線方向であり、図３では、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３がｙ軸方向において対向し、コリメータプレート２２１の配列方向がｘ軸方向に一致している状態を示している。また、以下では、コリメータプレート２２１の配列されている方向（図３のｘ軸方向）を配列方向、コリメータプレート２２１が対向する方向（図３のｚ軸方向）を対向方向ということがある。
【００２６】
コリメータプレート２２１は、Ｘ線を遮断可能な材質、例えば鉛、タングステンにより形成されている。また、コリメータプレート２２１は、例えば略矩形状に形成され、配列方向において隣り合うコリメータプレートと隙間無く配列されるとともに、対向するプレートとも隙間無く当接可能である。従って、コリメータプレート２２１をｚ軸方向に移動させることにより、アパーチャａｐを完全に閉じた状態から検出器２３のｚ軸方向の幅に対応する開口幅Ｂｍａｘ（以下、必要最大幅という。）まで調整可能であり、また、各コリメータプレート２２１の位置をそれぞれ適宜な位置とすることにより、アパーチャａｐを矩形以外の適宜な形状に規定することができる。
【００２７】
コリメータプレート２２１の幅、長さは適宜に設定してよい。例えば、コリメータプレート２２１の長さは、アパーチャａｐの必要最大幅Ｂｍａｘの１／２以上の長さがあれば、対向する一対のコリメータプレート２２１と近接又は離間することにより、アパーチャａｐを完全に閉じた状態から開口幅が必要最大幅Ｂｍａｘとなる状態まで調整できる。また、コリメータプレート２２１の長さが必要最大幅Ｂｍａｘ以上あれば、一対のコリメータプレートにより規定される隙間を、必要最大幅Ｂｍａｘにおける任意の位置、例えば必要最大幅Ｂｍａｘの両側Ｌ１、Ｌ２付近にも位置させることができる。
【００２８】
シャフト２２２は、コリメータプレート２２１からアパーチャａｐとは反対側へｚ軸方向に沿って延出している。シャフト２２２は、コリメータプレート２２１の移動量に応じた長さを有しており、例えば必要最大幅Ｂｍａｘの１／２以上の長さを有している。
【００２９】
モータ２２３は、コリメータプレート２２１に対してアパーチャａｐと反対側に配置されている。モータ２２３は、シャフト２２２をｚ軸方向に駆動する。モータ２２３と、モータ２２３の駆動力をシャフト２２２に伝達する機構は適宜に構成してよい。例えば、モータの出力軸の回転をスライダーリンク機構により直線運動に変換し、シャフト２２２をｚ軸方向に駆動してもよいし、モータ２２３としてリニアモータを用い、出力軸にシャフト２２２を固定することによりシャフト２２２をｚ軸方向に駆動してもよい。モータ２２３は、それぞれ不図示のサーボドライバを介してコリメータコントローラ２６に接続されており、コリメータコントローラ２６により互いに独立に制御される。
【００３０】
検出器２３は、いわゆる多列検出器により構成されている。すなわち、チャンネル方向（ｚ軸に直交する方向）に複数の検出素子２３１が配列されるとともに、ｚ軸方向にも検出素子２３１が配列されて構成されている。なお、チャンネル方向の数やｚ軸方向の列数は適宜に設定してよく、例えばチャンネル方向の数は１０２４個であり、ｚ軸方向の列数は４〜６４列である。
【００３１】
検出素子２３１は、シンチレータと、フォトダイオード等の光電変換素子とを含んで構成され、入射した放射線量に応じた電気信号を出力可能である。従って、データ収集部２４は、複数の検出素子２３１に入射した放射線量の情報をそれぞれ収集し、中央処理装置３０に出力する。
【００３２】
図４は、Ｘ線ＣＴ装置１におけるワークフローを示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１では、まず、関心領域を設定するために利用されるスカウト画像が取得される（ステップＳ１）。スカウト画像の取得では、例えば、走査ガントリ２の回転部２７を回転させずに、被検体を載せたクレードル４１をボア２９内に搬送しつつ、Ｘ線管２０により比較的少ない放射線を被検体に照射し、検出器２３により放射線を検出することにより、被検体の正面の画像を得る。更に、回転部２７を９０°回転させた位置に固定し、上記と同様に撮像することにより、被検体の側面の画像を得る。なお、被検体の正面又は側面のみのスカウト画像を取得してもよいし、後述する走査（ステップＳ３）時よりも少ない放射線量でヘリカルスキャンをして被検体の３次元画像を取得してもよい。
【００３３】
次に、操作者による入力装置３１への操作により、関心領域が設定される（ステップＳ２）。関心領域は、画像として表示すべき被検体の領域であり、表示装置３２に表示される画像は関心領域を含むように生成される。関心領域の設定は、中央処理装置３０の関心領域設定部３０ｂにより行われる。具体的には以下のとおりである。
【００３４】
関心領域設定部３０ｂは、ステップＳ１により得られたスカウト画像を表示装置３２に表示させる。そして、例えば、入力装置３１に対する座標入力やポインティングディバイスによる表示装置３２上のカーソル移動に応じて関心領域を設定する。例えば、関心領域のｘ軸方向、ｚ軸方向、ｙ軸方向における範囲が指定されることにより、当該範囲に収まる楕円体状に関心領域を設定する。あるいは、所定の器官が指定されることにより、当該器官の存在する領域を関心領域として設定する。
【００３５】
なお、器官を指定することにより関心領域を設定する場合には、例えば、以下のように、指定された器官の特定及び当該器官に応じた関心領域の自動抽出を行えばよい。まず、スカウト画像の取得後に、中央演算装置３０が、各座標のＣＴ値と、各器官の平均的なＣＴ値や座標位置とを照合して、いずれの器官がいずれの範囲に亘って存在するかを特定して器官とスカウト画像の座標とを対応付けたデータを予め作成しておく。その後、表示装置３２に表示されているスカウト画像上でカーソル移動等により器官を選択する操作がなされたときに、カーソルの指定する座標と上記のデータとに基づいて、選択された器官を特定すればよい。また、選択された器官が存在する領域を関心領域として設定する場合は、選択された器官と上記のデータとに基づいて、選択された器官が存在する座標を特定し、関心領域の座標を設定すればよい。
【００３６】
ステップＳ３では、ステップＳ２で設定された関心領域に基づいて走査（スキャン）が行われる。すなわち、中央処理装置３０は、回転部２７及びクレードル４１を駆動するとともに、Ｘ線管２０が関心領域にＸ線を照射可能な位置に到達するとＸ線管２０からＸ線を照射し、データ収集部２４からのデータを記憶装置３３に記録する。この際、コリメータコントローラ２６は、関心領域の形状に応じてアパーチャａｐの形状を変化させるようにコリメータ２２を制御する。また、Ｘ線管２０からのＸ線の検出は、Ｘ線管２０が被検体を１周する間に、複数ビュー（例えば１０００ビュー）において行われる。
【００３７】
ステップＳ４では、スキャンデータに基づいて設定された関心領域における断層画像が生成される。生成された画像又は画像データは、表示装置３２、記憶装置３３、不図示のプリンタ等の出力装置に対して適宜に出力される。
【００３８】
図５は、走査中（ステップＳ３）におけるコリメータ２２の動作状態を示す模式図である。図５では、関心領域として心臓Ｈｃが設定された場合を示し、Ｘ線管２０側から被検体を見た場合のコリメータプレート２２１及び心臓Ｈｃを示している。図５において、紙面上下方向がｚ軸方向であり、コリメータ２２は、走査に伴い心臓Ｈｃに対してｚ軸方向に移動し、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）の順に推移する。
【００３９】
図５（ａ）は、Ｘ線管２０が心臓ＨｃにＸ線を照射可能な位置に到達した状態を示している。図５（ａ）では、アパーチャａｐの紙面上方側の輪郭が心臓Ｈｃの紙面上方側の輪郭に沿うように、紙面上方側のコリメータプレート２２１の位置が制御され、心臓Ｈｃよりも紙面上方側の部位に無駄な被曝が生じることが防止されている。その一方で、紙面下方側は関心領域に含まれていることから、アパーチャａｐの紙面下方側の輪郭は略直線状になるように、紙面下方側のコリメータプレート２２１の位置が制御されている。
【００４０】
図５（ｂ）は、Ｘ線管２０が心臓Ｈｃの略中央に位置する状態を示している。この場合、アパーチャａｐのｚ軸方向の幅を、予め設定されたスライス厚としても心臓Ｈｃよりも上下方向にＸ線が照射されてしまうことはないので、アパーチャａｐのｚ軸方向の幅は予め設定されたスライス厚に対応する幅に設定されるとともに、アパーチャａｐの上下の輪郭が略直線状になるように、コリメータプレート２２１の位置が制御されている。
【００４１】
ただし、ｚ軸に直交する方向（紙面左右方向）においては、Ｘ線の照射可能な範囲のほうが心臓Ｈｃよりも広いため、左右両端のコリメータプレート２２１はＸ線を遮断する位置になるように制御され、アパーチャａｐの紙面左右方向の長さは心臓Ｈｃの幅と同等に規定されている。これにより、心臓Ｈｃよりも左右側にＸ線が照射されて無駄な被曝が生じることが防止されている。
【００４２】
図５（ｃ）では、図５（ｂ）よりもアパーチャａｐに対応する位置における心臓Ｈｃの幅が狭くなっているため、図５（ｂ）よりも紙面左右方向におけるアパーチャａｐの長さが短くなるように、左右両側の複数のコリメータプレート２２１がＸ線を遮蔽する位置になるように制御されている。
【００４３】
また、図５（ｂ）及び図５（ｃ）では、心臓Ｈｃのｚ軸に対して斜めな輪郭線にアパーチャａｐの輪郭が近似するように、紙面左右方向において両側から中央側の位置へ行くほど徐々にアパーチャａｐのｚ軸方向の幅が大きくなるようにコリメータプレート２２１の位置が制御されている。
【００４４】
図６は、図５のようにコリメータプレート２２１を制御するために、中央処理装置３０が実行するプレート制御処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図４のステップＳ３において実行される。なお、当該処理を実行する中央処理装置３０は、制御部３０ａとして機能する。
【００４５】
まず、中央処理装置３０は、図４のステップＳ２で設定された関心領域に関する情報、例えば関心領域の座標を取得する（ステップＳ１１）。次に、取得した関心領域の情報に基づいてアパーチャの形状を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、Ｘ線管２０のＸ線（ファンビーム）により、アパーチャの形状を関心領域に投影したときに、アパーチャと関心領域の形状とが一致する形状を算出する。ただし、ｚ軸方向の幅はスライス厚に対応する幅を限度として算出する。アパーチャの形状の算出は、各ビューにおける、Ｘ線管２０、コリメータ２２及び関心領域の相対位置に基づいて、各ビューについて算出する。
【００４６】
ステップＳ１３では、実際のアパーチャａｐの形状がステップＳ１２において算出したアパーチャの形状に近似した形状になるように、コリメータプレート２２１の配置位置を算出する。
【００４７】
すなわち、関心領域は曲線を含む輪郭で設定されることが考えられ、ステップＳ１２において算出されるアパーチャの形状も曲線を含むことができるが、実際のアパーチャａｐの形状は複数の矩形状のコリメータプレート２２１により規定されるものであり階段状の輪郭線を有することになるから、ステップＳ１２において算出されたアパーチャ形状の近似形状を規定するコリメータプレート２２１の位置を算出する。なお、関心領域に放射線が照射されない部分が生じないように、近似形状は、実際のアパーチャａｐ内にステップＳ１２において算出したアパーチャが包含されるような形状とする。
【００４８】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３において算出したコリメータプレート２２１の位置に基づいて、コリメータプレート２２１の制御パターンをテーブル化したデータを生成する。そして、当該テーブルに基づいてコリメータプレート２２１の位置制御を行うように、コリメータコントローラ２６に指示信号を出力する。
【００４９】
なお、図６は、プレート制御処理の一例であり、適宜に変更してよい。例えば、ステップＳ１２を省略して関心領域から直接プレート位置を算出してもよいし、１ビューについてステップＳ１２、Ｓ１３を実行する処理を繰り返し行うことにより、全ビューについてプレートの位置を算出してもよい。
【００５０】
図７は、図６のステップＳ１４において生成されるデータテーブルの一例を示す概念図である。データテーブルＤ１は、各ビューを特定する情報と、当該ビューにおけるコリメータプレート２２１の位置を特定する情報とを対応付けて保持している。各ビューを特定する情報は、例えば、回転体２７の周回数、当該周におけるビューの順番である。コリメータプレート２２１の位置を特定する情報は、例えば、コリメータプレート２２１の座標、又は、モータ２２３の出力軸の位置若しくは制御量である。コリメータコントローラ２６は、データテーブルＤ１に従ってモータ２２３の出力軸の位置を制御する。
【００５１】
以上の実施形態によれば、コリメータプレート２２１を複数配列してアパーチャを規定し、当該コリメータプレート２２１をモータ２２３によりそれぞれ独立に制御していることから、アパーチャの形状を関心領域の形状に対して適切な形状とすることができ、被検体の無駄な被曝が抑制される。また、操作コンソール３においてデータテーブルＤ１を生成し、当該データテーブルに従って走査ガントリ２のコリメータコントローラ２６によりモータ２３３を制御するため、コリメータコントローラ２６の負担を軽減することができる。
【００５２】
第２の実施形態
図８は、第２の実施形態におけるコリメータの動作状態を示す概念図である。なお、第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置も第１の実施形態と同様の構成を有している。第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
第２の実施形態では、コリメータプレート２２１の位置制御方法が第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、走査中に検出器２３により検出された放射線量に基づいて、当該走査中に被検体Ｈの形状に応じてアパーチャａｐの形状を変化させるようにモータ２２３を制御する。
【００５４】
図８（ａ）に示すように、Ｘ線を照射している範囲が被検体Ｈに対して比較的広い場合、比較的多くの放射線が被検体Ｈを透過せずに検出器２３に入射する。一方、被検体Ｈを透過しないＸ線が入射する検出素子２３１の検出値は、被検体Ｈを透過したＸ線が入射した検出素子２３１の検出値に比較して大きい。そこで、図８（ｂ）に示すように、中央処理装置３０は、検出された放射線量が所定の閾値を超えた検出素子２３１の配置領域（図８（ａ）においてハッチングして示す）に対応するアパーチャａｐの領域のうち、少なくとも一部をコリメータプレート２２１により遮蔽するようにモータ２３３を制御することにより、被検体Ｈの形状に応じてアパーチャａｐの形状を変化させる。
【００５５】
図９は、図８のような位置制御をするために、中央処理装置３０が実行するプレート制御処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図４のステップＳ３において、すなわち、走査中において繰り返し実行される。繰り返しの周期は、例えば、各ビューにおける放射線が検出されるごとに到来するように設定される。
【００５６】
ステップＳ２１では、中央処理装置３０は、放射線の検出値が所定の閾値を超えた検出素子２３１があるか否かを判定する。なお、所定の閾値は、例えば被検体Ｈを透過せずに入射した場合の放射線量の９５％の放射線量である。検出値が閾値を越えた検出素子２３１がないと判定した場合は処理を終了する。
【００５７】
検出値が閾値を越えた検出素子２３１があると判定した場合は、当該検出素子２３１の配置領域を特定し（ステップＳ２２）、当該領域の形状に対応するアパーチャの領域を特定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３における特定は、具体的には、Ｘ線管２０のＸ線（ファンビーム）により、アパーチャの形状を検出器２３に投影したときに、アパーチャと、検出値が閾値を超えた検出素子の配置領域の形状とが一致する形状を算出する。
【００５８】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３で算出した領域を遮蔽するようにコリメータプレレート２２１の位置を制御する。なお、この際、ステップＳ１３と同様に、ステップＳ２３で算出した領域の近似領域を遮蔽するようにコリメータプレート２２１の位置を算出する。
【００５９】
第２の実施形態によれば、被検体の形状に応じて放射線量を最適化できる。
【００６０】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
【００６１】
コリメータエレメントは、体軸に直交する方向に配列されてアパーチャを規定し、アパーチャの一部における体軸方向の幅をそれぞれ調整可能であればよく、プレート状のものや、ｚ軸方向に移動するものに限定されない。
【００６２】
図１０は、コリメータの変形例を示す図である。コリメータ５１は、カム５１１と、カム５１１に連結されたシャフト５１２と、シャフト５１２を駆動するモータ５１３とを備えている。
【００６３】
カム５１１は、ｚ軸方向において他のカム５１１と対向配置されるとともに、当該一対のカム５１１が体軸に直交する方向に配列されている。各カム５１１は、体軸に直交する方向に延びる回転軸５１４に軸支されており、回転軸５１４回りに回転することにより、アパーチャａｐのｚ軸方向の幅を調整可能である。
【００６４】
シャフト５１２は、モータ５１３によって軸回りに回転駆動される。シャフト５１２の回転は、５１４内に設けられた不図示のギア列を介して回転軸５１４回りの回転に変換され、カム５１１に伝達される。モータ５１３は、それぞれ独立にコリメータコントローラにより制御される。
【００６５】
コリメータエレメントの制御パターンの計算や制御の実行は、操作コンソールと走査ガントリとの間で適宜に分担してよい。例えば、制御パターンの計算、テーブルデータの生成は、走査ガントリに設けられたコンピュータによって行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置による撮影状態を示す概略図である。
【図３】図１のＸ線ＣＴ装置のコリメータ及び検出器の詳細を示す斜視図である。
【図４】図１のＸ線ＣＴ装置における作業手順を示すフローチャートである。
【図５】図１のＸ線ＣＴ装置におけるコリメータの動作状態を示す模式図である。
【図６】図１のＸ線ＣＴ装置の中央処理装置が実行するプレート制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図６のプレート制御処理において生成されるデータテーブルの一例を示す概念図である。
【図８】本発明の第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるコリメータの動作状態を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置の中央処理装置が実行するプレート制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】コリメータエレメントの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…Ｘ線ＣＴ装置（放射線ＣＴ装置）、２０…Ｘ線管（放射線源）、２２…コリメータ、２２１…コリメータプレート（コリメータエレメント）、２２２…モータ（駆動手段）、２３…検出器、２６…コリメータコントローラ（制御手段）、３０ａ…制御部（制御手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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